(57)【要約】【課題】強制駆動されるオイルポンプの駆動損失を低減させる。【解決手段】オイルポンプ２２は、ハイブリッド駆動ユニット１６の回転に追従して強制駆動されている。また、オイルポンプ２２の吐出側には、切替弁２４が設けられている。制御部４４は、ハイブリッド駆動ユニット１６に設けられた温度センサ４２の温度が閾値よりも高い場合には、切替弁２４を主流路２６側に切り替え、ハイブリッド駆動ユニット１６の冷却を行わせる。他方、温度が閾値よりも低い場合には、切替弁２４をバイパス路２８側に切り替えて、オイルポンプ２２の駆動に必要な動力を軽減させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両搭載機器に供給されるオイルが流される主流路と、
主流路の途上に設けられ、車両駆動用の原動機により強制駆動されて、吸入したオイルを高圧化して吐出するオイルポンプと、
オイルポンプの吐出側と吸入側を接続し、高圧化されたオイルをオイルポンプに再吸入させるバイパス流路と、
設定条件に従って、バイパス流路に流すオイル流量を制御する制御部と、
を備える、ことを特徴とする車両用オイル循環システム。
【請求項２】
請求項１に記載の車両用オイル循環システムにおいて、
オイルは、車両搭載機器の冷却用オイルであり、
制御部が従う設定条件は、冷却対象の車両搭載機器に対する冷却必要性についての条件である、ことを特徴とする車両用オイル循環システム。
【請求項３】
請求項２に記載の車両用オイル循環システムにおいて、
オイルによって冷却される車両搭載機器は、車両駆動用の原動機である、ことを特徴とする車両用オイル循環システム。
【請求項４】
請求項３に記載の車両用オイル循環システムにおいて、
冷却対象となる車両駆動用の原動機は、モータまたはモータジェネレータである、ことを特徴とする車両用オイル循環システム。
【請求項５】
請求項１に記載の車両用オイル循環システムにおいて、
オイルポンプには、バイパス路用の専用吸入口または専用吐出口が設けられている、ことを特徴とする車両用オイル循環システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用のオイル循環システム、特に、オイル循環の態様を切り替え制御するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両においては、一般に、搭載機器を冷却するなどの目的で、オイルを循環させるシステムが搭載されている。このシステムにおいてオイル循環に用いられる代表的なポンプとしては、電動オイルポンプと、エンジン駆動オイルポンプとが挙げられる。前者の電動オイルポンプは、専用に設けられたモータによって駆動されるポンプである。電動オイルポンプを用いた場合には、必要な時のみ動作させることが可能となり、燃費悪化を防止することができるが、専用モータを設けることによるコストアップや質量増加などの問題も生じてしまう。他方、後者のエンジン駆動オイルポンプには、電動オイルポンプを採用する場合に比べて設置コストを軽減できる利点があるものの、エンジンの起動中に常に回転駆動されることによる燃費悪化の問題がある。
【０００３】
なお、下記特許文献１には、エンジン冷却用のオイルが流される循環路において、冷却対象の温度に応じて、オイルをオイルクーラに流す場合と、オイルクーラをバイパスさせる場合とを切り替える技術が開示されている。下記特許文献２には、油圧リターダに循環させるオイル流路において、オイルポンプとオイルクーラの間に切替弁を設け、オイルが一定温度以下であればオイルクーラにオイルを循環させない技術が開示されている。下記特許文献３には、湿式クラッチを作動させるオイルの流路に弁を設け、オイルの温度が所定値以下であればオイルクーラにオイルを循環させない技術が開示されている。下記特許文献４には、エンジン駆動のオイルポンプによりオイルを供給する系において、エンジンの負荷に応じて、エンジン潤滑部へのオイルの供給量と、オイルクーラへの流入量を変化させる技術が開示されている。下記特許文献５には、エンジン駆動のオイルポンプによりオイルをエンジン潤滑部に供給する系において、オイルクーラに流入するオイルの量を、オイルの温度に基づいて制御する技術が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】実開平０１−０１３２０９号公報
【特許文献２】実公平０５−００４５８５号公報
【特許文献３】特開平０７−２５９８９５号公報
【特許文献４】特開平１０−２８８０２２号公報
【特許文献５】特開平１０−２８８０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１乃至５には、オイルポンプから吐出されたオイルをオイルポンプの吸入側に戻すことで、オイルポンプの負荷を低減する技術は開示されていない。
【０００６】
本発明の目的は、原動機により強制駆動されるオイルポンプにおいて、その駆動力の損失を低減させることにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、オイル循環システムにおける新たな制御態様を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の車両用オイル循環システムは、車両搭載機器に供給されるオイルが流される主流路と、主流路の途上に設けられ、車両駆動用の原動機により強制駆動されて、吸入したオイルを高圧化して吐出するオイルポンプと、オイルポンプの吐出側と吸入側を接続し、高圧化されたオイルをオイルポンプに再吸入させるバイパス流路と、設定条件に従って、バイパス流路に流すオイル流量を制御する制御部と、を備える。
【０００９】
車両用オイル循環システムは、車両に搭載されて、車両搭載機器にオイルを循環させるシステムである。車両は、電気自動車でもガソリン車でもよく、これらを組み合わせたハイブリッド車であってもよい。また、オイル循環の目的は特に限定されるものではなく、例えば、冷却用や潤滑用などの目的を挙げることができる。
【００１０】
主流路は、車両搭載機器に供給されるオイルが流される流路である。車両搭載機器は、車両に搭載される様々な機器をいい、具体的には、内燃機関（エンジン）や、モータジェネレータ、空調装置などを例示することができる。主流路の途上には、オイルポンプが設けられる。オイルポンプは、車両を駆動する原動機の動力により強制駆動され、吸入側のオイルを高圧化して吐出側へと圧送するものである。ここで、強制駆動とは、原動機が起動している場合に、常時その動力を受けてオイルポンプが駆動されることをいう。この強制駆動により、原動機が起動されている場合には、常時、吸入側から吐出側へと向かう流れが作られ、オイルが循環することとなる。
【００１１】
バイパス流路は、オイルポンプから吐出されたオイルの一部または全部を、オイルポンプの吸入側に流し込むための流路である。そして、制御部は、バイパス流路に流すオイル流量を、設定条件に従って制御するものである。オイル流量の調整は、バイパス流路または主流路に一つまたは複数の弁を設け、弁の開度を調整することで行いうる。流量調整は、多段階（無限段階）調整でも、２段階調整（流す／流さないの切り替え）でもよい。
【００１２】
車両搭載機器に供給すべきオイル流量は、原動機の起動状況とは必ずしも関連せず、別の条件に基づいて決定されるべきものである。そこで、本車両用オイル循環システムでは、設定条件に従ってオイル流量の制御を行うこととした。これにより、必要な場合には十分なオイルが車両搭載機器に供給され、不要な場合にはバイパス路を通じて少なくとも一部のオイルが還流される。そして、オイルをオイルポンプに還流させた時には、オイルポンプの負荷が軽減されるため、原動機の駆動力の損失減少を図ることができる。つまり、本車両用オイル循環システムでは、強制駆動されるオイルポンプでありながら、電動ポンプのように損失発生を減少させることが可能となる。
【００１３】
本発明の車両用オイル循環システムの一態様においては、オイルは、車両搭載機器の冷却用オイルであり、制御部が従う設定条件は、冷却対象の車両搭載機器に対する冷却必要性についての条件である。この態様では、典型的には、主流路にオイル冷却用のオイルクーラが設けられ、車両搭載機器には冷却されたオイルが供給されることとなる。具体例としては、温度センサ等で求めた冷却対象の温度やその時間変化に関する条件、あるいは、車両の速度や車両の駆動負荷等についての条件（一般に速度が速い時や、駆動負荷が大きいときには、冷却が必要になると考えられる）などを挙げることができる。
【００１４】
本発明の車両用オイル循環システムの一態様においては、オイルによって冷却される車両搭載機器は、車両駆動用の原動機である。原動機を二つ以上搭載している場合には、オイルポンプを強制駆動する原動機と、冷却対象となる原動機は、同じであっても異なっていてもよい。本発明の車両用オイル循環システムの一態様においては、冷却対象となる車両駆動用の原動機は、モータまたはモータジェネレータである。
【００１５】
本発明の車両用オイル循環システムの一態様においては、オイルポンプには、バイパス路用の専用吸入口または専用吐出口が設けられている。つまり、主流路用の吸入口または吐出口とは別に、バイパス路へ直接通じる吸入口または吐出口が設けられている。この場合には、オイルポンプ外において主流路をなすパイプ等にバイパス路用の分岐を設けるよりも、エネルギロスの軽減効果を高められるものと期待できる。なお、バイパス路を主流路から分岐させる場合には、オイルの流れを妨げないように浅い角度で接続することが有効であると考えられる。つまり、オイルポンプにオイルを還流させるにあたり、圧力のエネルギだけでなく、運動エネルギをも無駄にしないように、バイパス流路の設置角度を調整することが望ましいと考えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は車両駆動システム１０の構成例を示す概略図である。この車両駆動システム１０は、ハイブリッド車を駆動するためのシステムであり、ガソリンを燃料とするエンジン１２と、その回転動力を伝達するシャフト１４、及び内部を貫くシャフト１４に同軸連結されたハイブリッド駆動ユニット１６を備える。ハイブリッド駆動ユニット１６には、第１モータジェネレータ１８と第２モータジェネレータ２０や、変速を行うトランスアクスルなどが設けられており、エンジン１２とも連携を取りながら効率的な車両駆動を行っている。
【００１７】
ハイブリッド駆動ユニット１６の他端には、シャフト１４から回転動力を受けて強制回転されるオイルポンプ２２が設置されている。オイルポンプ２２は、オイルを循環させるためのポンプである。そして、オイルポンプ２２の吐出側には切替弁２４が設けられている。切替弁２４は、オイルポンプ２２から吐出されるオイルを、主流路２６とバイパス路２８のいずれか一方に流すための切り替えを行っている。主流路２６は、オイルクーラ３０を経由した後、第１モータジェネレータ１８及び第２モータジェネレータ２０に至り、さらにはオイルパン３４に到達するとともに、オイルパン３４からオイルポンプ２２へとオイルを導いている。他方、バイパス路２８は、オイルポンプ２２から吐出されたオイルを、再びオイルポンプ２２に吸入させるべく、主流路２６におけるオイルポンプ２２の吸入部付近に接続されている。
【００１８】
図２は、図１に示したオイル循環にかかる構成、すなわちオイル循環システム４０を詳しく説明する図である。図においては、図１と同一または対応する構成には、同一の番号を付して説明を簡略化する。このオイル循環システム４０においては、図示したように、ハイブリッド駆動ユニット１６に温度センサ４２が設けられている。また、制御部４４は、マイクロプロセッサなどのコンピュータを用いて構成された装置であり、温度センサ４２から入力する測定結果に基づいて、切替弁２４の切り替え制御を行うものである。
【００１９】
続いて、図１に示した車両駆動システム１０及び図２に示したオイル循環システム４０の動作について簡単に説明する。車両においては、エンジン運行時には、エンジン１２が起動され、シャフト１４を介して車輪を回転させることで駆動が行われる。また、シャフト１４の回転力は、必要に応じて第１モータジェネレータ１８や第２モータジェネレータ２０にも伝えられて電力に変換され、バッテリに蓄えられる。そして、モータ運行時には、エンジン１２が停止する一方、第１モータジェネレータ１８や第２モータジェネレータ２０がバッテリから供給される電力によって駆動される。生成された回転力はシャフト１４に伝えられて、車両の駆動に用いられる。
【００２０】
第１モータジェネレータ１８や第２モータジェネレータ２０は、回転時には、コイルを流れる電流の抵抗などによって発熱し、高温化する。オイル循環システム４０は、過度の高温化を防ぐべく、第１モータジェネレータ１８や第２モータジェネレータ２０をオイル冷却するためのシステムである。なお、エンジン１２に対しては、潤滑と冷却を担うオイル循環系統が別途設けられているが、ここでは図示並びに説明を省略する。
【００２１】
オイルポンプ２２は、オイル循環システム４０の駆動源をなすものであり、シャフト１４と連結されて回転駆動され、オイルを循環させている。このシャフト１４は、必要に応じて、エンジン１２側とハイブリッド駆動ユニット１６側とを切り離して回転させられる。しかし、シャフト１４には、オイルポンプ２２への動力伝達のみを切り離す機構は設けられてはいない。すなわち、オイルポンプ２２は、少なくとも第１モータジェネレータ１８または第２モータジェネレータ２０の回転に連動して、強制駆動されることになる。
【００２２】
切替弁２４を主流路２６の側に切り替えた場合、オイルは、主流路２６を循環する。具体的には、オイルパン３４から主流路２６を通ってオイルポンプ２２に吸入されたオイルは、オイルクーラ３０に向けて吐出される。そして、オイルクーラ３０で冷却された後、ハイブリッド駆動ユニット１６に流されてその冷却を行い、再びオイルパン３４に戻される。これにより、ハイブリッド駆動ユニット１６の過度の高温化が防止される。
【００２３】
他方、切替弁２４をバイパス路２８に切り替えた場合には、オイルはオイルポンプ２２内を何度も循環する。この時には、圧縮され吐出されたオイルが再びオイルポンプ２２に吸入されるため、オイルポンプ２２が再圧縮に必要とする動力は減少する。つまり、オイルポンプ２２は、極めて低燃費で駆動されることになる。ただし、この過程では、もちろん、ハイブリッド駆動ユニット１６の冷却は行われない。
【００２４】
図３は、制御部４４による切替弁２４の制御を説明するフローチャートである。制御部４４に対しては、適当なサンプリング間隔で、温度センサ４２から、モータジェネレータ等の温度が入力される（Ｓ１０）。制御部４４では、その温度が予め設定された閾値よりも高温か否かを判定し（Ｓ１２）、高温である場合には切替弁２４を主流路２６の側に開き、オイルをオイルクーラ３０に送る（Ｓ１４）。他方、測定された温度が閾値よりも低温である場合には、切替弁２４をバイパス路２８の側に開き（Ｓ１６）、オイルをオイルポンプ２２に還流させる。この過程は、サンプリング間隔で何度も繰り返され、これにより適切な温度管理が行われる。
【００２５】
なお、温度管理をさらにきめ細かく行うように制御することも有効である。具体例としては、切替弁２４を主流路２６側に切り替える温度閾値と、バイパス路２８側に切り替える温度閾値とを異ならせる態様や、測定温度の時間変化を考慮して切り替え条件を定める態様などが挙げられる。また、主流路２６とバイパス路２８とに流すオイル流量を細かく制御することも可能である。すなわち、流量調整可能な弁を設け、冷却に必要な量のみを主流路２６に流し、残りをバイパス路２８に流すことで、エネルギロスを一層低減できるものと期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】車両駆動システムの概略的な構成例を示す図である。
【図２】オイル循環システムの概略的な構成例を示す図である。
【図３】オイル循環システムの切替弁の制御を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１０  車両駆動システム、１２  エンジン、１４  シャフト、１６  ハイブリッド駆動ユニット、１８  第１モータジェネレータ、２０  第２モータジェネレータ、２２  オイルポンプ、２４  切替弁、２６  主流路、２８  バイパス路、３０  オイルクーラ、３４  オイルパン、４０  オイル循環システム、４２  温度センサ、４４  制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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